CN104802848B - 电动转向控制装置 - Google Patents

Abstract

一种用于控制电动机(5)输出的辅助扭矩的电动转向控制装置包括：车辆的转向盘(2)；转向盘与柱轴(32)之间的扭杆(4)；扭矩传感器(40)，其检测转向扭矩；转动装置(7)，其将柱轴的旋转运动转换成转动车辆车轮的齿条的往复运动；电动机(5)；电动机旋转角传感器(50)，其检测电动机的旋转角；转向轴负载估计单元(41)，其估计转向轴负载；以及基本辅助控制单元(44)，其计算基本辅助扭矩命令值。转向轴负载估计单元基于转向扭矩、转向角速度或者转向角加速度和基本辅助扭矩命令值的先前值来估计转向轴负载。

Description

电动转向控制装置

技术领域

本公开涉及电动转向控制装置。

背景技术

迄今为止，在车辆的电动转向系统中，已经知道一种控制装置，该控制装置基于例如转向扭矩的信息来控制由电动机输出的辅助扭矩。

例如，JP-A-2013-126822中公开的装置基于检测转向扭矩的扭矩传感器的检测值、检测在电动机中流动的实时电流的电流传感器的检测值和检测电动机的旋转角速度的电动机旋转角传感器的检测值来估计将施加于转向轴的轴向力。估计的轴向力输入到电动机控制信号输出单元，并且目标辅助值基于使用估计的轴向力所确定的结果而改变，以提高转向体验。

在JP-A-2013-126822的装置中，电流传感器对实际电动机电流的检测值很好地反映了实际电动机输出，但是有可能包括例如传感器噪音的高频成分。所以，当基于电流传感器的检测值来估计将施加于转向轴的转向力时，使用包括高频成分的估计值来进行计算存在可靠性的问题，其中，该计算是电动转向系统的辅助控制的基础。

发明内容

本公开的目的是提供一种可以估计转向轴负载同时避免噪音影响的电动转向控制装置。

根据本公开的一个方面，一种电动转向控制装置控制由电动机输出的辅助扭矩并且提供电动转向系统。电动转向控制装置包括：转向盘，其由车辆的驾驶者操作；扭杆，其连接在转向盘与柱轴之间；扭矩传感器，其基于扭杆的扭转角来检测转向扭矩；转动装置，其将柱轴的旋转运动转换成齿条的往复运动，其中，齿条经由齿条和齿轮机构转动车辆的车轮；电动机，其产生辅助扭矩，用于辅助柱轴的旋转运动或者齿条的推力；电动机旋转角传感器，其检测电动机的旋转角；转向轴负载估计单元，其估计转向轴负载，转向轴负载是由驾驶者的转向盘操作和电动机的辅助操作提供的转向负载；以及基本辅助控制单元，其计算基本辅助扭矩命令值，基本辅助扭矩命令值是关于电动机的辅助扭矩命令值的基本值。转向轴负载估计单元基于由扭矩传感器检测的转向扭矩、转向角速度或者转向角加速度(其通过转换由电动机旋转角传感器检测的电动机旋转角而获得)和基本辅助扭矩命令值的先前值来估计转向轴负载。

在以上的装置中，因为不同于JP-A-2013-126822的相关技术，未使用电流传感器的检测值，所以可以避免电流传感器噪音对高频成分的影响，并且可以提高转向轴负载的估计的可靠性。

附图说明

本公开的上述和其它目的、特性和优点将从以下通过参考附图而进行的详细说明中变得更加显而易见。在附图中：

图1是根据本公开的第一实施例的电动转向控制装置的示意配置图；

图2是电动转向系统的模型图；

图3是齿条和齿轮机构的示意图；

图4是图示在齿条和齿轮机构中齿轮扭矩与齿条推力之间的关系的曲线图；

图5是图示齿隙的频率特性的示例的图；

图6是图示车辆速度与增益校正值之间的关系的图；

图7是根据本公开的第二实施例的电动转向控制装置的示意配置图；

图8是根据本公开的第三实施例的电动转向控制装置的示意配置图；

图9是根据本公开的第四实施例的电动转向控制装置的示意配置图；

图10是根据本公开的第五实施例的电动转向控制装置的示意配置图；以及

图11是根据本公开的第六实施例的电动转向控制装置的示意配置图。

具体实施方式

以下将参考附图对本公开的多个实施例进行描述。

(第一实施例)

参考图1至图6，对根据本公开的第一实施例的电动转向控制装置进行描述。电动转向控制装置是在用于车辆的电动转向系统中控制由电动机输出的辅助扭矩并且被配置为例如ECU(electronic control unit,电子控制单元)的装置。

如图1所示，根据第一实施例的电动转向控制装置101应用于柱辅助式的电动转向系统1，其通过电动机5的辅助扭矩来辅助柱轴32的旋转。电动转向系统1包括转向盘2、转向轴31、柱轴32、中间轴33、扭杆4、电动机5、蜗轮6、转动装置7、扭矩传感器40和电动机旋转角传感器50。

由驾驶者操作的转向盘2耦合到转向轴31的一端。扭矩传感器40基于连接在转向轴31的另一端与柱轴32之间的扭杆4的扭转角来检测扭转扭矩。在下文中，由扭矩传感器40检测的扭转扭矩称作“转向扭矩Ts”。

电动机5通过蜗轮6连接到柱轴32，以产生辅助柱轴32的旋转的辅助扭矩TM(参考图2)。添加有辅助扭矩TM的柱轴32的旋转传送到中间轴33，中间轴33使柱轴32与转动装置7耦合。

另外，电动机5的旋转角θm由电动机旋转角传感器50检测。

转动装置7由包括齿条和齿轮的齿条和齿轮机构(参考图3)配置，并且转动装置7将柱轴32的经由中间轴33传送的旋转运动转换成齿条的旋转运动。横拉杆81安装到转动装置7的齿条的两端，并且齿条和横拉杆81采用左右的方式进行往复。每个横拉杆81对附接到横拉杆81的末端的转向节臂82进行推或者拉，以转动接触路面rd的车轮9。

进一步，布置在车辆的给定部位的车辆速度传感器60检测车辆速度V。

电动转向控制装置101包括以下作为与后文将描述的其它实施例共有的配置：转向轴负载估计单元41、基本辅助控制单元44和校正扭矩计算单元45。另外，电动转向控制装置101包括作为第一实施例特有的配置的转向状态变化确定单元42。

那些配置对应于“转向轴负载估计单元”、“基本辅助控制单元”、“校正扭矩计算单元”和“转向状态变化确定单元”，并且特别地由微型计算机配置。

另外，在图1中，电动机角速度计算单元51和转向角速度计算单元52包括在电动转向控制装置101的(双点划线框内的)区域中。电动机角速度计算单元51计算由电动机旋转角传感器50检测的电动机旋转角θm对时间的导数，以计算电动机角速度ωm。转向角速度计算单元52将电动机角速度ωm转换成转向角速度ωs，其是转向轴31的角度变化。

电动机角速度计算单元51和转向角速度计算单元52可以布置在电动转向控制装置101的外部，并且在外部计算的转向角速度ωs可以输入到电动转向控制装置101。

首先，基本辅助控制单元44和校正扭矩计算单元45在相关领域的电动转向控制装置中是通常的配置。

相关领域的基本辅助控制单元通常接收例如由扭矩传感器检测的转向扭矩Ts、由电动机旋转角传感器检测的电动机转向角θm和由车辆速度传感器检测的车辆速度V的信息，并且基于这些信息来计算“基本辅助扭矩命令值Tm*”，其是给电动机5的辅助扭矩命令值的基本值。

相反地，根据这个实施例的基本辅助控制单元44不直接接收转向扭矩Ts和转向角速度ωs，而是通过转向轴负载估计单元41接收这些信息，作为转向轴负载Tx的估计值。

另外，校正扭矩计算单元45例如将转向盘2的转动或回位操作或车辆的收敛性考虑在内来计算对于基本辅助扭矩命令值Tm*的校正扭矩Tcomp。此外，向电动机5命令“校正的辅助扭矩命令值Tm**”，其中，通过加法器46使基本辅助扭矩命令值Tm*和校正的扭矩Tcomp彼此相加。

当车辆的点火开关接通时，基本辅助控制单元44和校正扭矩计算单元45反复执行辅助扭矩的计算。

然后，转向轴负载估计单元41(其是本公开的特征性的配置)估计“转向轴负载Tx”，亦即通过驾驶者的转向操作和电动机5的辅助来执行的转向负载。基于以下来进行估计：由扭矩传感器40检测的转向扭矩Ts；从转向角速度计算单元52输入的转向角速度ωs；以及在第一实施例中的校正的辅助扭矩命令值Tm**的先前值。在这个示例中，“先前值”是在反复进行的基本辅助扭矩和校正的扭矩计算中的先前计算值，并且可以想象的是，基本上使用一个先前值(紧接着之前的值)，但是可以使用两个或更多个先前值。

尽管在稍后描述的第五实施例中，高频成分有可能混合到校正的扭矩Tcomp中，但是当使用校正的辅助扭矩命令值Tm**时有利的是，可以获得更接近于电动机5的真实行为的信息。

现在，参考示出了电动转向系统的图2，将给出对下述理论的描述，所述理论用于基于转向扭矩Ts、转向角速递ωs和校正的辅助扭矩命令值Tm**的先前值来估计转向轴负载Tx。图2的模型包括对应于转向盘2的转向部分H、对应于柱轴32的柱部分C和对应于从转动装置7的齿条延伸到车轮9的部分的负载部分L。

转向部分H与柱部分C通过对应于扭矩传感器40的扭杆4的弹簧Spt彼此耦合。柱部分C和负载部分L通过对应于中间轴33的弹簧Spin彼此耦合。负载部分L与路面rd通过对应于车轮9的轮胎的弹簧Spti彼此耦合。

在附图中，符号T表示扭矩，k是扭矩弹簧常数，C是粘滞摩擦系数以及θ是旋转角，并且符号的下标“h”、“c”和“L”分别表示转向部分H、柱部分C和负载部分L中的量。TM表示电动机扭矩，并且对应于第一实施例中的基本辅助扭矩命令值Tm*或校正的辅助扭矩命令值Tm**。

在这个模型中，各个部分中的运动方程式由表达式(1.1)至(1.3)表示。符号J表示惯性力矩。

表达式(1.2’)通过对柱部分C的表达式(1.2)进行变形而得到。

如图2所示，转向轴负载Tx施加到部位X上，部位X靠近柱轴32与中间轴33的耦合部分，并且转向轴负载Tx等于中间轴33的扭矩与柱转动摩擦之和，亦即表达式(1.2’)的左侧。

另外，转向扭矩Ts(亦即由扭矩传感器40检测的扭转扭矩)由表达式(2)表示。

Ts＝kt(θh-θc)...(2)

因此，转向轴负载Tx由表达式(3)表示。

表达式(3)的右侧的第三项可以通过转向角速度ωs对时间求导数来计算。

从以上的描述中，转向轴负载估计单元41可以基于关于转向扭矩Ts、转向角速度ωs和校正的辅助扭矩命令值Tm**的先前值的信息来估计转向轴负载Tx。

如果忽略表达式(3)中的右侧第3项，那么可以设想的是转向轴负载Tx等于转向扭矩Ts与辅助扭矩TM之和。

根据这个实施例的转向轴负载估计单元41进一步不同地校正如上所述进行估计的转向轴负载Tx的估计值，以提高估计精度。

作为转向轴负载校正中的一种，转向轴负载估计单元41通过考虑转向盘2的转动状态和回位状态的“在转向状态上的变化”来进行估计。第一实施例包括转向状态变化确定单元42作为用于实现校正的装置。转向状态变化确定单元42接收转向扭矩Ts和转向角速度ωs，进而基于变化来确定转向状态已经改变，并且向转向轴负载估计单元41输出确定信号Sj。转向轴负载估计单元41基于确定信号Sj来校正转向轴负载Tx的估计值。

“在转向状态上的变化”特别地具有关于下述的问题：由从转动操作到回位操作的改变或者从回位操作到转动操作的改变所产生的齿轮的齿隙(backlash)所引起的“转向系统中的特性改变”。在从电动机5延伸到转动装置7的功率传输路线上的多个部位中产生齿轮的齿隙。现在参考图3和图4以转动装置7的齿条和齿轮机构作为示例将给出对驱动侧和非驱动侧之间的功率关系的描述。

如图3所示，在转动装置7的齿条和齿轮机构中，齿轮71的齿牙72与齿条73的齿牙74啮合。首先，考虑齿条73由齿轮71的扭矩驱动的情况。这对应于当转动转向盘2时的操作。

在情况(I)中，“1”被添加到扭矩和力的符号的尾端，并且齿轮扭矩由Tp1表示，并且通过齿轮扭矩Tp1在轴向上推动齿条73的推力由Fp1表示。另外，假设齿轮71的半径是rp，齿条齿牙74的压力角是α，以及螺旋升角是γ。

齿轮71在轴向上推动齿条73的力Fp1由表达式(4.1)表示。

Fp1＝Tp1/rp ...(4.1)

力Fp1垂直地推动齿条齿牙74的齿牙表面的力Ft1由表达式(4.2)表示。

Ft1＝Fp1cosαcosγ ...(4.2)

齿条73在轴向上被力Ft1推动的力的参考值Fr1_ref由表达式(4.3)表示。

Fr1_ref＝Ft1cosγcosα ...(4.3)

通过表达式(4.1)和表达式(4.2)对表达式(4.3)进行扩展而得到表达式(4.4)。

Fr1_ref＝(Tp1/rp)cos2αcos2γ ...(4.4)

另外，如果假设沿齿条齿牙74的齿牙表面滑动方向作用的摩擦力由μFt1(假设μ为齿牙表面摩擦系数)表示，那么摩擦力μFt1在齿条73的轴向上的分量Fr1_frc由表达式(4.5)表示。

Fr1_frc＝μFt1sinγcosα

＝μ(Tp1/rp)cos2αsinγcosγ ...(4.5)

利用以上的配置，如果齿轮71驱动齿条73，那么对齿轮扭矩Tp1的齿条推力Fr1经由表达式(4.4)和表达式(4.5)表示为表达式(5)。

Fr1＝Fr1_ref-Fr1_frc

＝(Tp1/rp)×(cos2αcos2γ-μcos2αsinγcosγ) ...(5)

然后，考虑齿轮71通过齿条73的轴向上的力来转动的情况。这对应于下述情况：车轮9的方向由于路面rd不平而变化，并且转向盘2震动；或者当转向盘2的转动操作停止时，由于路面的反作用力而试图将车轮9的方向返回到车辆的直线方向的自回位扭矩起作用。

在情况(II)中，“2”被添加到扭矩和力的符号的尾端，Fr2表示齿条73在轴向上的推力，并且Tp2表示通过齿条推力Fr2转动齿轮71的扭矩。各个符号也使用以上的情况(I)的符号。

将省略详细的表达式的推导，并且如果齿条73驱动齿轮71，那么到齿条推力Fr2的齿轮扭矩Tp2由表达式(6)表示。

Tp2＝rp×Fr2×(cos2αcos2γ-μcos2αcosγsinγ) ...(6)

图4图示了一个曲线图，在曲线图中将给定的数字值结合到表达式(5)和表达式(6)中的半径rp、压力角α和超前角γ中，并且在齿面摩擦系数μ＝0、0.3、1.0的情况下绘制了齿条推力Fr和齿轮扭矩Tp之间的关系。

齿轮71驱动齿条73的情况(I)的特征线以及齿条73驱动齿轮71的情况(II)的特征线对于镜像线M有相反的关系。随着齿面摩擦系数μ趋近于0，这两条特征线彼此更加靠近，并且传输效率更高，但是随着齿面摩擦系数μ趋近于1，这两条特征线趋于彼此更加远离，并且传输效率更低。

在车辆的驾驶期间从转动操作到回位操作的转变造成“转向状态上的改变”的情况下，齿条和齿轮机构中的功率传输特性根据S1、S2、S3和S4(按照所述的顺序)的磁滞特性来改变。在该情况下，考虑到转向系统由于这种齿轮的齿隙(backlash)而改变特性，转向轴负载Tx的估计值的校正有技术意义。

除了功率传输机构中的静态摩擦和动态摩擦的齿隙、开关等之外的作为“转向系统的特性改变”的示例是可预想的。

此外，可以校正“转向系统的特性改变”，并且具体地可以校正如图5所示的基于频率特性的转向轴负载Tx的估计值。亦即，考虑到表现出该现象的频率特性的峰值频率fp，优选的是执行适当的增益校正。

如上所述，转向轴负载估计单元41基于“转向状态上的改变”来校正转向轴负载Tx的估计值。另外，这个实施例的转向轴负载估计单元41也基于功率传输机构的传输效率η来校正转向轴负载Tx的估计值，该功率传输机构用于将电动机5的输出传输到齿条73。功率传输机构例如包括电动机5与柱轴32之间的蜗轮6、中间轴33或转动装置7的齿条和齿轮机构。

另外，这个实施例的转向轴负载估计单元41基于由车辆速度传感器60检测的车辆速度V来校正转向轴负载Tx的估计值。例如，如图6中的图所示，进行校正以使得：在车辆速度V等于或低于V1的区域内使用相对小的速度增益G1；在车辆速度V高于V2的区域内使用相对大的速度增益G2(≈1)；以及在车辆速度V在V1到V2之间的区域内，车辆速度增益根据在G1与G2之间的车辆速度而改变。

(有益效果)

将对根据这个实施例的电动转向控制装置101的有益效果进行描述。

(1)转向轴负载估计单元41基于校正的辅助扭矩命令值Tm**的先前值加上转向扭矩Ts和转向角速度ωs来估计转向轴负载Tx。因为没有像JP-A-2013-126822的相关技术那样使用电流传感器的检测值，所以可以避免由电流传感器噪声引起的对高频成分的影响，并且可以提高转向轴负载Tx的估计的可靠性。

(2)根据这个实施例的转向轴负载估计单元41基于转向盘2的转动操作和回位操作的“转向状态上的改变”来校正转向轴负载Tx的估计值。JP-A-2013-126822的相关技术没有考虑转向状态上的改变，然而本公开考虑了转向状态上的改变，从而能够适当地校正转向轴负载Tx的估计值。

另外，在这个实施例中，因为基本辅助控制单元44基于转向轴负载Tx的估计值来计算基本辅助扭矩命令值Tm*，所以可以通过为辅助控制使用适当的估计值来提升驾驶者转向体验。

(3)这个实施例包括作为特定装置的转向状态改变确定单元42以发现“转向状态上的改变”。利用以上的配置，在转向盘2的转动操作和回位操作之间的转换的情况下的转向扭矩Ts和转向角速度ωs上的改变使得可以适当地发现“转向状态上的改变”。

(4)根据这个实施例的转向轴负载估计单元41还基于功率传输机构的传输效率η和车辆速度V来校正转向轴负载Tx的估计值。利用以上的配置，可以更精确地校正转向轴负载Tx的估计值。

(第二实施例)

参考图7，将对根据第二实施例的电动转向控制装置进行描述。在下面的实施例的描述中，基本上与以上的实施例相同的配置用相同的符号表示，并且将省略重复的描述。

根据第二实施例的电动转向控制装置102包括乘法器43，其计算转向扭矩Ts与转向角速度ωs的乘积，其中，转向扭矩Ts从扭矩传感器40获得，转向角速度ωs从转向角速度计算单元52获得而不是从第一实施例的转向状态改变确定单元42获得。因为当转向扭矩Ts和转向角速度ωs中至少一个改变时，乘积的值就会改变，所以可以发现转向状态上的改变。

转向轴负载估计单元41基于由乘法器43输出的值使用图等来估计转向状态上的改变，并且校正转向轴负载Tx的估计值。

第二实施例获得了与第一实施例相同的有益效果(1)至(4)。

(第三至第六实施例)

参考图8至图11，将对根据第三实施例至第六实施例的电动转向控制进行描述。第三实施例至第六实施例没有如在实施例1和实施例2中的下述配置：基于转向轴负载估计单元41中的转向状态上的改变来校正转向轴负载Tx的估计值。转向轴负载估计单元41基于传输效率η或车辆速度V来校正转向轴负载Tx的估计值(图8和图9)，或者输出估计值而不校正估计值(图10和图11)。

另外，在第三实施例至第五实施例中，将由转向轴负载估计单元41使用的三个值中的转向扭矩Ts作为用于估计转向轴负载Tx的基础是共同的，并且另一个或两个值则不同。

在如图8所示的根据第三实施例的电动转向控制装置103中，转向轴负载估计单元41基于转向扭矩Ts、转向角速度ωs和“校正的辅助扭矩命令值Tm**的先前值”来估计转向轴负载Tx，正如在第一实施例和第二实施例中那样。

与之相反，如图9所示的根据第四实施例的电动转向控制装置104包括转向角加速度计算单元53，用于计算由转向角速度计算单元52计算的转向角速度ωs对时间的导数，并且转向轴负载估计单元41基于转向角加速度αs而不是转向角速度ωs来估计转向轴负载Tx。

转向角加速度计算单元53也不限于电动转向控制装置104的区域内包括的配置，而是可以布置在电动转向控制装置104的外部。

如果转向角速度ωs例如如上所述地输入到转向轴负载估计单元41，则内部转向角速度ωs在转向轴负载估计单元41内被微分，以由此计算表达式(3)的第三项，亦即“θc的二阶导数项”。与之形成对照，如在这个实施例中那样，转向轴负载估计单元41接收被外部转向角加速度计算单元53求导的转向角加速度αs，并且可以按照原状使用转向角加速度αs来计算。

另外，在图10中所示的根据第5实施例的电动转向控制装置105中，转向轴负载估计单元41基于“基本辅助扭矩命令值Tm*的先前值”(亦即，在通过加法器46与校正的扭矩Tcomp相加之前的值)加上转向扭矩Ts和转向角加速度αs来估计转向轴负载Tx的值。“先前值”的解释等同于校正的辅助扭矩命令值Tm**。

由于与校正的辅助扭矩命令值Tm**相比，尽管基本辅助扭矩命令值Tm*倾向于几乎不反映电动机5的真实行为，但是基本辅助扭矩命令值Tm*是基本辅助控制单元44本身计算的值，所以优点在于，抑制了由高频成分引起的基本辅助扭矩命令值Tm*的波动。

另外，从转向轴负载估计单元41获得的信息的观点上来看，在这个实施例中可以不提供校正扭矩计算单元45。

最后，图11所示的根据第六实施例的电动转向控制装置106不同于第一实施例至第五实施例之处在于：由转向轴负载估计单元41估计的转向轴负载Tx的估计值不输入到基本辅助控制单元44，而是仅仅输入到校正扭矩计算单元45。

在这种情况下，基本辅助控制单元44基于从扭矩传感器40获得的转向扭矩Ts来计算基本辅助扭矩命令值Tm*。转向轴负载Tx的估计值经受到校正扭矩计算单元45进行的校正扭矩Tcomp，然后用于辅助控制。

此外，在以上所述的其它实施例中，转向轴负载Tx的估计值可以仅仅输入到校正扭矩计算单元45。

以上所有的第三实施例至第六实施例都共有第一实施例的有益效果(1)。可以避免由电流传感器噪声引起的高频成分的影响，并且可以提高转向轴负载Tx的估计的可靠性。

在基于功率传输机构的传输效率η和车辆速度V中至少一个来校正转向轴负载Tx的估计值的配置中，这个实施例与第一实施例共享有益效果(4)。

(其它实施例)

根据以上实施例的电动转向控制装置被配置为例如ECU。然而，这不意味着电动转向控制装置由一片或一组电子板物理地形成。例如，转向轴负载估计单元41、基本辅助控制单元44和其它部分可以被设置为彼此物理分离，并且通过导线彼此通信。

根据实施例的电动转向控制装置应用于柱辅助式的电动转向系统，其通过电动机的辅助扭矩来辅助柱轴的旋转。此外，根据本公开的电动转向控制装置可以应用于齿条辅助式的电动转向系统，其通过电动机的辅助扭矩来辅助齿条推力。

以上的公开具有以下方面。

根据本公开的一个方面，电动转向控制装置控制电动机输出的辅助扭矩，并且提供电动转向系统。电动转向控制装置包括：转向盘，其由车辆的驾驶者操作；扭杆，其连接在转向盘与柱轴之间；扭矩传感器，其基于扭杆的扭转角来检测转向扭矩；转动装置，其将柱轴的旋转运动转换成齿条的往复运动，齿条通过齿条和齿轮机构来转动车辆的车轮；电动机，其产生辅助扭矩，用于辅助柱轴的旋转运动或齿条的推力；电动机旋转角传感器，其检测电动机的旋转角；转向轴负载估计单元，其估计转向轴负载，转向轴负载是由驾驶者的转向盘操作和电动机的辅助操作提供的转向负载；以及基本辅助控制单元，其计算基本辅助扭矩命令值，基本辅助扭矩命令值是关于电动机的辅助扭矩命令值的基本值。转向轴负载估计单元基于由扭矩传感器检测的转向扭矩、转向角加速度或转向角速度(其通过转换电动机旋转角传感器检测的电动机旋转角而获得)和基本辅助扭矩命令值的先前值来估计转向轴负载。

在以上的情况下，“先前值”是在反复执行的基本辅助扭矩计算中先前计算过的值，并且不限于一个先前值(紧接着之前的值)，而是可以包括两个或更多个先前值。

在以上的装置中，转向轴负载估计单元被设置为基于基本辅助扭矩命令值的先前值或者校正的辅助扭矩命令值的先前值加上转向扭矩和转向角速度或者转向角加速度来估计转向轴负载。因为没有像JP-A-2013-126822的相关技术那样使用电流传感器的检测值，所以可以避免电流传感器的噪声对高频成分的影响，并且可以提高柱轴负载的估计的可靠性。

替代地，电动转向控制装置可以进一步包括校正扭矩计算单元，其计算基本辅助扭矩命令值的校正扭矩。校正扭矩计算单元将校正的辅助扭矩命令值命令给电动机，校正的辅助扭矩命令值是通过将基本辅助扭矩命令值加到校正扭矩而获得的。转向轴负载估计单元基于校正的辅助扭矩命令值的先前值而不是基本辅助扭矩命令值的先前值、转向扭矩和转向角速度或转向角加速度来估计转向轴负载。

在以上的情况中，转向轴负载估计单元可以基于校正的辅助扭矩命令值的先前值而不是基本辅助扭矩命令值的先前值加上转向扭矩和转向角速度或转向角加速度来估计转向轴负载。“先前值”的解释等同于基本辅助扭矩命令值。

替代地，转向轴负载估计单元可以基于转向盘的转动操作和回位操作之间的转向状态的改变来校正估计的转向轴负载。

JP-A-2013-126822的相关技术未考虑转向状态上的改变，然而本公开考虑了转向状态上的改变，从而能够适当地校正转向轴负载的估计值。

此外，考虑到转向状态上的改变而校正的估计值用于辅助控制，从而能够提高驾驶者的转向体验。

进一步，电动转向控制装置可以进一步包括转向状态改变确定单元，其基于转向扭矩和转向角速度来确定转向状态改变。转向轴负载估计单元基于来自转向状态改变确定单元的确定信号来校正估计的转向轴负载。

替代地，转向轴负载估计单元可以基于转向扭矩与转向角速度的乘积值来校正估计的转向轴负载。

存在例如齿轮的齿隙的“转向系统中的特性改变”作为“转向状态上的改变”的特定示例，齿轮的齿隙由从转向盘的转动操作到回位操作的改变、或者从回位操作到转动操作的改变引起。在这种情况下，转向轴负载估计单元可以基于频率特性来校正转向轴负载的估计值。替代地，转向轴负载估计单元可以基于由从转向盘的转动操作到转向盘的回位操作的转向状态改变、或者从转向盘的回位操作到转向盘的转动操作的转向状态改变引起的电动转向系统的特性改变来校正估计的转向轴负载。进一步，转向轴负载估计单元可以基于关于电动转向系统的特性改变的频率特性来校正估计的转向轴负载。

替代地，转向轴负载估计单元可以基于将电动机的输出传递到齿条的功率传输机构的传输效率来校正估计的转向轴负载。利用以上的配置，可以更精确地校正转向轴负载的估计值。

替代地，转向轴负载估计单元可以基于车辆的速度来校正估计的转向轴负载。利用以上的配置，可以更精确地校正转向轴负载的估计值。

替代地，基本辅助控制单元可以基于由转向轴负载估计单元所估计的估计转向轴负载来计算基本辅助扭矩命令值。

虽然已经参考本公开的实施例描述了本公开，但是将理解的是，本公开不限于实施例和解释。本公开意图涵盖各种修改和等同的布置。另外，虽然各种组合和配置在本公开的精神和范围内，但是包括更多的、更少的或仅仅一个元件的其它结构和配置也在本公开的精神和范围内。

Claims (8)

1.一种控制电动机(5)输出的辅助扭矩并且提供电动转向系统(1)的电动转向控制装置，所述电动转向控制装置包括：

转向盘(2)，其由车辆的驾驶者操作；

扭杆(4)，其连接在所述转向盘与柱轴(32)之间；

扭矩传感器(40)，其基于所述扭杆的扭转角来检测转向扭矩；

转动装置(7)，其将所述柱轴的旋转运动转换成齿条(73)的往复运动，所述齿条(73)经由齿条和齿轮机构来转动所述车辆的车轮(9)；

电动机(5)，其产生所述辅助扭矩，用于辅助所述柱轴的旋转运动或者所述齿条的推力；

电动机旋转角传感器(50)，其检测所述电动机的旋转角；

转向轴负载估计单元(41)，其估计转向轴负载，所述转向轴负载是由驾驶者的转向盘操作和所述电动机的辅助操作提供的转向负载；以及

基本辅助控制单元(44)，其计算基本辅助扭矩命令值，所述基本辅助扭矩命令值是关于所述电动机的辅助扭矩命令值的基本值，

其中，所述转向轴负载估计单元基于所述扭矩传感器检测的转向扭矩、通过转换所述电动机旋转角传感器检测的电动机旋转角而获得的转向角加速度或者转向角速度以及所述基本辅助扭矩命令值的先前值来估计所述转向轴负载，

其中，所述转向轴负载估计单元基于所述转向盘的转动操作和回位操作之间的转向状态改变来校正估计的转向轴负载，并且

其中，所述转向轴负载估计单元基于所述转向扭矩与所述转向角速度的乘积值来校正所述估计的转向轴负载。

2.根据权利要求1所述的电动转向控制装置，进一步包括：

校正扭矩计算单元(45)，其计算所述基本辅助扭矩命令值的校正扭矩，

其中，所述校正扭矩计算单元将通过将所述基本辅助扭矩命令值加到所述校正扭矩而获得的校正的辅助扭矩命令值命令给所述电动机，并且

其中，所述转向轴负载估计单元基于所述校正的辅助扭矩命令值的先前值而不是所述基本辅助扭矩命令值的先前值、所述转向扭矩以及所述转向角速度或者所述转向角加速度来估计所述转向轴负载。

3.根据权利要求1所述的电动转向控制装置，进一步包括：

转向状态改变确定单元(42)，其基于所述转向扭矩和所述转向角速度来确定所述转向状态改变，

其中，所述转向轴负载估计单元基于来自所述转向状态改变确定单元的确定信号来校正所述估计的转向轴负载。

4.根据权利要求1所述的电动转向控制装置，其中，所述转向轴负载估计单元基于由从所述转向盘的转动操作到所述转向盘的回位操作的转向状态改变、或者从所述转向盘的回位操作到所述转向盘的转动操作的转向状态改变引起的所述电动转向系统的特性改变来校正所述估计的转向轴负载。

5.根据权利要求4所述的电动转向控制装置，其中，所述转向轴负载估计单元基于关于所述电动转向系统的特性改变的频率特性来校正所述估计的转向轴负载。

6.根据权利要求1所述的电动转向控制装置，其中，所述转向轴负载估计单元基于将所述电动机的输出传递到所述齿条的功率传输机构的传输效率来校正所述估计的转向轴负载。

7.根据权利要求1所述的电动转向控制装置，其中，所述转向轴负载估计单元基于所述车辆的速度来校正所述估计的转向轴负载。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的电动转向控制装置，其中，所述基本辅助控制单元基于由所述转向轴负载估计单元估计的估计转向轴负载来计算所述基本辅助扭矩命令值。